Énergie d'ionisation - Définition
La liste des auteurs de cet article est disponible ici.
Valeurs numériques des énergies d'ionisation
D'une façon générale, les énergies d'ionisation décroissent le long d'une colonne du Tableau périodique des éléments et croissent de gauche à droite le long d'une ligne de la table. L'énergie d'ionisation montre une forte anticorrélation avec le rayon atomique. Les énergies d'ionisation successives d'un élément donné augmentent progressivement, comme on peut le voir sur le tableau ci-dessous. L'augmentation est particulièrement forte lorsqu'après l'épuisement complet d'une couche d'orbitale atomique, on passe à une nouvelle couche . Ceci vient du fait que lorsque tous les électrons d'une orbitale ont été extraits, l'énergie d'ionisation suivante consistera à extraire un électron d'une orbitale plus proche du noyau, là où la force électrostatique qui lie l'électron au noyau est plus intense.
Le tableau suivant donne les valeurs des premières énergies d'ionisation des éléments en eV :
| H 13,6 | He 24,59 | ||||||||||||||||
| Li 5,39 | Be 9,32 | B 8,3 | C 11,26 | N 14,53 | O 13,62 | F 17,42 | Ne 21,56 | ||||||||||
| Na 5,14 | Mg 7,65 | Al 5,99 | Si 8,15 | P 10,49 | S 10,36 | Cl 12,97 | Ar 15,76 | ||||||||||
| K 4,34 | Ca 6,11 | Sc 6,56 | Ti 6,83 | V 6,75 | Cr 6,77 | Mn 7,43 | Fe 7,9 | Co 7,88 | Ni 7,64 | Cu 7,73 | Zn 9,39 | Ga 6 | Ge 7,9 | As 9,79 | Se 9,75 | Br 11,81 | Kr 14 |
| Rb 4,18 | Sr 5,69 | Y 6,22 | Zr 6,63 | Nb 6,76 | Mo 7,09 | Tc 7,28 | Ru 7,36 | Rh 7,46 | Pd 8,34 | Ag 7,58 | Cd 8,99 | In 5,79 | Sn 7,34 | Sb 8,61 | Te 9,01 | I 10,45 | Xe 12,13 |
| Cs 3,89 | Ba 5,21 | * | Hf 6,83 | Ta 7,55 | W 7,86 | Re 7,83 | Os 8,44 | Ir 8,97 | Pt 8,96 | Au 9,23 | Hg 10,44 | Tl 6,11 | Pb 7,42 | Bi 7,29 | Po 8,41 | At | Rn 10,75 |
| Fr 4,07 | Ra 5,28 | ** | Rf 6 | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Uut | Uuq | Uup | Uuh | Uus | Uuo |
| * | La 5,58 | Ce 5,54 | Pr 5,47 | Nd 5,53 | Pm 5,58 | Sm 5,64 | Eu 5,67 | Gd 6,15 | Tb 5,86 | Dy 5,94 | Ho 6,02 | Er 6,11 | Tm 6,18 | Yb 6,25 | Lu 5,43 | ||
| ** | Ac 5,17 | Th 6,31 | Pa 5,89 | U 6,19 | Np 6,27 | Pu 6,03 | Am 5,97 | Cm 5,99 | Bk 6,2 | Cf 6,28 | Es 6,42 | Fm 6,5 | Md 6,58 | No 6,65 | Lr 4,9 | ||
Dans le tableau ci-dessous, on donne quelques valeurs pour la troisième ligne de la table périodique.
| Élément | Première | Deuxième | Troisième | Quatrième | Cinquième | Sixième | Septième |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Na | 496 | 4 560 | |||||
| Mg | 738 | 1 450 | 7 730 | ||||
| Al | 577 | 1 816 | 2 881 | 11 600 | |||
| Si | 786 | 1 577 | 3 228 | 4 354 | 16,100 | ||
| P | 1 060 | 1 890 | 2 905 | 4 950 | 6 270 | 21 200 | |
| S | 999.6 | 2 260 | 3 375 | 4 565 | 6 950 | 8 490 | 27 107 |
| Cl | 1 256 | 2 295 | 3 850 | 5 160 | 6 560 | 9 360 | 11 000 |
| Ar | 1 520 | 2 665 | 3 945 | 5 770 | 7 230 | 8 780 | 12 000 |
L'énergie d'ionisation est un bon indicateur pour déterminer combien d'électrons possède un élément donné sur sa couche externe. Il convient d'observer à partir de combien d'ionisations successives se produit le saut significatif correspondant au passage de la couche externe à la couche suivante. Par exemple, s'il faut 1 500 kJ/mol pour arracher un électron et 5 000 kJ/mol pour arracher le deuxième, et ensuite 6 000 kJ/mol pour le troisième, cela veut dire que la couche externe possède un électron unique. C'est donc un métal qui cédera facilement un électron. Une fois qu'un octet stable a été constitué, il devient beaucoup plus difficile d'arracher le suivant, mais par contre, une fois que cet électron a été retiré, le suivant sera légèrement plus facile à arracher.
